Битва за космос СОНАР -2050
Як філософські ідеї стали галуззю економіки і геополітичним фактором.
Людина завжди відрізнявся неймовірною допитливістю. У нашому активі приручення вогню, одомашнення тварин, селекція рослин, географічні та наукові відкриття. Довгий час людство не могло підпорядкувати лише три стихії: небо, глибини світового океану і зірки.
Шлях в небо почався з повітряних куль і планерів, а тепер ми двома ногами вступили в епоху реактивної авіації. Про братів Райт, які вчинили перший підтверджений політ на апараті важчому за повітря з двигуном 17 грудня 1903 року, знають всі.
Піонерами в водолазному справі стали англійці Джон і Чарльз Діни, які в 1828 році винайшли водолазний костюм . За можливість тривалого перебування під водою дайвери дякують французів Жак-Іва Кусто і Еміля Ганьян, які винайшли в 1943 році перший безпечний і ефективний акваланг.
Дорогу до зірок почали прокладати письменники-фантасти і філософи, але піонерами космічного освоєння стали радянські вчені, інженери і космонавти. Саме вони зробили космос корисним, запустивши туди 4 жовтня 1957 року перший штучний супутник Землі, і населеним для людини, відправивши на орбіту Юрія Гагаріна.
Тепер справа братів Райт продовжують авіатори, працею Кусто користуються аквалангісти, а самі винахідники «живуть» там, куди нам ще потрібно долетіти - їх іменами названі гора і уступ на Плутоні. Слово «супутник» і ім'я Юрія Гагаріна назавжди увійшли в історію світової космонавтики.
Цей же текст про те, як зайвий оптимізм шкодить освоєння космосу, чому польоти в космос і колонізація планет починаються з Землі і що потрібно Союзної держави для того, щоб успішно покинути свою колиску.
4 жовтня 1957 роки людство вступило в епоху ентузіазму, а 12 квітня 1961 року - в період космічної ейфорії. Здавалося, що ще трохи, буквально десятиліття, і Місяць стане надійним домом, і можна буде виводити нові сорти яблук на Марсі.
Але незабаром космічна гонка зійшла нанівець, а люди знову повернулися до звичайної земної рутині, звикнувши до того, що на земній орбіті є космічна станція, а освоєння Місяця і Марса в черговий раз відкладається. У космічному «форсажі» Земля пробула менше 20 років. Однак космічні успіхи разом з літературою і кінематографом створили відчуття того, що польоти в космос - це просто, і єдине, що стримує космічну експансію, - це суспільство споживання, яке розбестило всіх без винятку, починаючи з обивателів і закінчуючи політиками.
При цьому не беруться до причини, за якими перша хвиля освоєння космосу стала можливою і успішною.
техніка і технології
До першої космічної гонці людство виявилося технічно підготовленим для виведення тел важчий за повітря на земну орбіту і далі в космічний простір. До 1957 року вже щосили використовувалися досягнення нафтохімії (гас), металургії (різні сорти стали), матеріалознавства (ізоляційні матеріали, пластики та інші неметали) і машинобудування (ракетні двигуни і тисячі агрегатів).
Без них польоти в космос були неможливі - просто не вистачило б технологій. Однак ці технології були не у всіх: СРСР серйозно відставав в матеріалознавстві і виробництві матеріалів, які були придатні для використання в космічній промисловості.
Зліва німецька Фау-2. Праворуч - її радянська копія Р-1. У конструкційному плані між ними не було ніякої різниці. У Фау-2 використовувалися 86 марок і сортів сталі (ми могли випускати в 1947 році лише 32 марки), 59 марок кольорових металів (у нас була лише 21), 87 видів неметалів (у нас було тільки 48). Але вже з 1952 року Р-1 серійно випускалася на дніпропетровському «Південмаші», для чого СРСР довелося зробити справжній технологічний ривок, якісно підвищити виробничу культуру і за 4 роки скоротити десятирічне космічне відставання. Далі радянська ракетна програма розвивалася вже самостійно.
До слова, творець Фау-2 Вернер фон Браун опинився в американській зоні окупації з усією технічною документацією по ракетній програмі Третього рейху і незабаром став батьком американського ракетобудування. Так що корінням сучасні ракети йдуть в Третій рейх.
Сучасна космонавтика так і не змогла піти від рідиннопаливних ракетних двигунів - їх поки нічим замінити. Ми продовжуємо користуватися досягненнями хімічної епохи для виведення космічних апаратів на орбіту.
Космонавтика - це не просто складно. Це дуже складно.
Довідка: ракетні двигуни
Ракетні двигуни можуть працювати на двох типах палива: твердому (суміші різних вибухових речовин) і рідкому (від гасу до водню і гептилу). У кожного типу двигунів є свої особливості і сфери застосування. На твердопаливних ракетах в космос не літають (їм не вистачає потужності), але вони використовуються в стартових прискорювачах і розгінних блоках. У космос літають рідкопаливні ракети. Перші радянські ракети були виключно рідкопаливними.
Зліва - маршовий твердопаливний ракетний двигун 15Д305, логічне продовження винаходи середини XIX століття - бризантних вибухових речовин, що породили бездимний порох, який тоді дозволив перекроїти карту світу. Праворуч - рідкопаливний ракетний двигун РД-180, корені якого сягають до ракетних двигунів німецьких Фау-2.
Ще один різновид двигунів - електроракетні, найкраще відома їх плазмова різновид. Їх особливість в тому, що вони придатні для експлуатації тільки в космосі, можуть довго працювати, але відрізняються низькою потужністю. Найчастіше їх встановлюють на супутники й зонди, котрі мають справу без сонячних панелей, і працюють вони від батарей. Для далеких пілотованих космічних польотів передбачається використовувати ядерні ракетні двигуни і атомні реактори. Однак їх використання стикається з масою проблем.
По-перше, необхідністю розсіювати надлишкове тепло (наприклад, в колись розробляється зонді JIMO планувалося живити електроракетні двигун від реактора потужністю 104 кВт (еквівалент 52 електрочайників), а для відводу зайвого тепла потрібно було побудувати радіатор площею 422 кв. М. Його довелося б виводити в космос по частинах і збирати на орбіті, що вкрай важко і дорого. Від самого проекту тоді відмовилися.
По-друге, атомним реактором неможливо маневрувати: він працює на одній потужності, а політ - це розгін і гальмування.
Втім, «Роскосмос» і «Росатом» ведуть розробку ядерної енергодвігательной установки мегаватного класу і планують доробити її до 2025 року. У ній конструктори мають намір обійти перераховані вище обмеження.
Людина не відразу підкорив космос. Шлях вгору був важким: довелося вирішити безліч технічних проблем.
Перед Юрієм Гагаріним в космос полетіли собаки. На космодромі Капустін Яр свідомо відбирали для польотів в космос короткошерстих дворняг (вони витриваліші, живуче і на них немає відбитка людської селекції), які часто водилися у їдальнях.
Першими в космос полетіли пси Дезік і Циган на геофізичної ракети, побудованої на базі Р-1, 22 липня 1951 року. До 1961 року було проведено 29 запусків ракет з тваринами на борту.
Одного разу в космос полетіла і абсолютно непідготовлена собака на прізвисько ЗіБ (запасний зниклого Бобика). Пса просто зловили у їдальні, коли виявилося, що Сміливий з основного складу виявився не зовсім сміливим, помили, підстригли і відправили в космос. Політ пройшов успішно, ЗіБ повернувся і після жив у академіка Анатолія Благонравова разом з першим псом-космонавтом Циганом (Дезік загинув під час посадки після повторного запуску).
Перші собаки, які піднялися на висоту 101 км (межа Землі і космосу), - Дезік і Циган, а також Сергій Корольов з собакою на полігоні Капустін Яр в 1951 році.
У США в космос запускали не собака, а мавп, проте вони насилу переносили польоти, бешкетували, псували обладнання, тому літали під наркозом, на відміну від радянських «космічних» псів.
На зорі першої космічної гонки людство знало про космос вкрай мало, тому напрацьовувати досвід довелося багато в чому за рахунок життів собак.
У космосі страшний не стільки холод (від нього космічний апарат якраз захищений), скільки перегрів: космічний апарат являє собою термос, у якому перебувають живі істоти і обладнання, які виробляють тепло. Собака Лайка загинула 3 листопада 1957 року через перегріву в апараті «Супутник-2». Аналіз причин її загибелі дозволив довести до розуму систему терморегуляції космічних апаратів і виключити загибель космонавтів від перегріву.
У центрі МКС видно радіатори для охолодження станції - без них космонавти повторили б долю собаки Лайки. І саме їх практично ніколи не беруть до уваги в космічній фантастиці.
Інша проблема проявилася після польоту Білки і Стрілки - на четвертому витку навколо Землі Білку почало нудити . Щоб Юрія Гагаріна не знудило під час польоту, було вирішено скоротити час його перебування на орбіті до одного витка.
Надалі програму тренувань космонавтів скорегували для кращої підготовки вестибулярного апарату.
Чи не знали практично нічого і про вплив невагомості на опорно-руховий апарат з серцево-судинною системою : Перші космонавти, які тривалий час перебували на орбіті, після приземлення не могли самостійно пересуватися. Тепер ця проблема вирішена за рахунок фізичних тренувань і спеціальних костюмів «Пінгвін».
Пінгвін для космонавта. Astronauts Penguin.
«Відчуття від виходу у відкритий космос непередавані: тиша - лише легкий шум від радіозв'язку в навушниках - і відчуття того, що ти в центрі Всесвіту, яка переміщається слідом за твоїм поглядом».
Герой Росії, космонавт Роман Романенко про вплив радіації на космонавта.
Методом проб і помилок вивчали і вплив радіації на людину. Тепер за добу на МКС космонавт отримує дозу опромінення від 0,1 до 0,8 бер. Гранична доза для російського космонавта - 66 бер, американського - 50 бер.
«Лягаєш спати, закривши очі, і у тебе розряди починаються - в очах зірки. Це так званий «ефект космосу»: коли немає атмосфери, невагомість і частинки важких металів наскрізь нас прошивають. Розряди відбуваються в очах, як фотоефект спалаху. Перший місяць ти це помічаєш, потім звикаєш до цього. А потім ми прилітаємо на Землю, через півроку роблять рентген, а ми все «діряві», і десь за рік це все відновлюється ».
Герой Росії, космонавт Роман Романенко про вплив радіації на космонавта.
Політика і економіка
Підкорення космосу супроводжувала політична і військова обстановка: світ жив в стані холодної війни і загрози ядерного знищення.
США на той час зпопелили Хіросіму і Нагасакі, а також були безумовними лідерами як за кількістю ядерних зарядів, так і за коштами їх доставки: американці буквально випалили Дрезден, а 10 березня 1945 року в ході авіанальоту 334 бомбардувальників на Токіо вбили 100 тисяч чоловік.
Тому основним локомотивом і замовником ракетобудування були радянські військові, яким потрібні були міжконтинентальні балістичні ракети для створення паритету в ядерній зброї з США, і політики, чиїм завданням було забезпечення безпеки СРСР.
Із закінченням Великої Вітчизняної війни СРСР довелося наздоганяти Америку в ядерній і авіаційній гонці. Завод з виробництва ракет Фау-2 виявився під контролем американців, до них же прийшов батько німецького ракетобудування - Вернер фон Браун, який незабаром зі 100 тоннами обладнання, ракет і двигунів відправився в США, де і став батьком американського ракетобудування.
У повержену Німеччину вирушила група радянських військових фахівців, в тому числі і Сергій Корольов, а радянські інженери на чолі з Андрієм Туполєвим почали копіювати колись аварійно сів в СРСР американський стратегічний бомбардувальник Ту-4, створюючи стратегічну авіацію.
Таким чином, бажання забезпечити безпеку країни було первинним мотивом в зароджується космічній гонці. Військові стали замовниками ракети Р-7, на якій полетів в космос Гагарін. Ракета потрібна була для доставки ядерної боєголовки в США і володіла на той час неймовірної вантажопідйомністю.
Крім того, величезну роль грав фактор престижу: СРСР бажав наздогнати і перегнати Америку, а США після радянського успіху з запуском супутника - взяти реванш і довести тотальну перевагу капіталізму перед соціалізмом.
Микиту Хрущова не цікавив космос без політики. Собаки Білка і Стрілка стали знаменитими, і кожен їх щеня був на обліку, перший супутник перетворився в політичну зброю, а після польоту Гагаріна пішла серія пілотованих запусків, призначених для фіксації рекордів і досягнень.
«У них супутник з апельсин, а у нас цілих 80 кілограмів. СРСР обігнав провідну капіталістичну країну - США - в області науково-технічного прогресу ».
Микита Хрущов
Подарунок Микити Хрущова першої леді США Жаклін Кеннеді - щеня Пушок, чиєю матір'ю була «космічна» собака Стрілка. Один з небагатьох випадків, коли дворняга цінувалася вище породистої собаки.
Від співпраці з США в космосі, яке надійшло від Джона Кеннеді, Хрущов відмовився, втім, з великою часткою ймовірності будь-яке співробітництво все одно б не вийшло, так що про нього залишається лише фантазувати . Вкрай складно удвох освоювати космос, коли політики і військові з двох протиборчих таборів дивляться один на одного крізь прорізи прицілів.
Мабуть, єдиним радянським генсеком, якого дійсно цікавило космос, був Леонід Брежнєв: він курирував космічні розробки, особисто був присутній на випробуваннях ракетних двигунів, визначав місце для будівництва космодрому Байконур, і йому першому про політ доповів Юрій Гагарін. Але в 1966 році радянська космонавтика залишилася без Корольова і перестала приносити політичні дивіденди в протистоянні з США.
Аналогічний підхід домінував і в США: після успіху місячної програми в 1967 році у політиків не залишилося аргументів для продовження космічної гонки, а у економістів - прибуткових космічних проектів, які могли б перевести космос з політики в економіку. Інформаційна епоха почалася дещо пізніше.
Простіше кажучи, головним космічним драйвером і в США, і в СРСР була не економіка, а політика.
Довідка: космічна гонка СРСР і США
Стартові позиції США і СРСР у космічній гонці були нерівними. Коли радянські фахівці вишукували в зруйнованій Німеччині вцілілі Фау-2 і збирали тих, хто був причетний до німецької ракетної програми, США дістався сам Вернер фон Браун і маса технічної документації.
Однак СРСР вирвався вперед, Корольов розробив ракету Р-7 - «чудову сімку» - і почав записувати собі в актив перемоги і рекорди:
- 4 жовтня 1957 запущений перший штучний супутник Землі (США на виведення супутника реагують рефлексією і створюють НАСА);
- 3 листопада 1957 року в космос відправилося перше в світі тварина - собака Лайка;
- У 1959 році «Луна-1» досягає другої космічної швидкості і пролітає біля Місяця, «Луна-2» досягає поверхні Місяця, а «Луна-3» передає перші знімки зворотного боку Місяця;
- 19 серпня 1960 року через космосу на апараті «Супутник-5» вперше повертаються собаки Білка і Стрілка;
- 12 лютого 1961 року до Венері відправляється апарат «Венера-1»;
- 12 квітня 1961 року відразу космонавтом стає Юрій Гагарін, в тому ж році з тривалим польотом в космос відправляється Герман Титов;
5 травня 1961 Алан Шепард здійснює перший суборбітальний політ, а в 1962 році на орбіту виходить «Меркурій-6» з Джоном Гленном.
- 12 серпня 1962 року відбувся перший в світі груповий політ: «Восток-3» і «Восток-4» були в космосі на відстані 6,5 км;
- 16 червня 1963 року першою жінкою-космонавтом стає Валентина Терешкова, одночасно з нею на окремому космічному апараті 5 діб в космосі пробув Валерій Биковський.
Далі програму «Схід» змінює «Схід», і 18 березня 1965 року в відкритий космос виходить Олексій Леонов.
На політ Гагаріна відповідають програмою «Джеміні», в ході якої починають брати реванш:
- 23 березня 1965 року - перший орбітальний маневр пілотованого апарату;
- 15 грудня 1965 року - перше зближення двох космічних апаратів, а 16 березня 1966 року відбулася перша стиковка двох космічних апаратів;
- 12 вересня 1966 роки провели експеримент зі створення штучної сили тяжіння.
Далі почалася програма «Аполлон», що увінчалася висадкою на Місяці.
Програма Apollo: як це було
СРСР же концентрується на безпілотної космонавтиці і орбітальних станціях, і першу в світі станцію виводить на орбіту 6 червня 1971 року. У космосі ж закінчуються придатні для освоєння на тодішньому рівні науки і техніки мети.
А 14 травня 1973 року США вивели на орбіту орбітальну станцію Skylab, яка згоріла в атмосфері в 1979 році. Надалі США в якості заміни орбітальних станцій використовували шатли.
СРСР вивів базовий блок станції «Мир» в 1986 році. У 90-х «Мир» рятували американці, які вклали в станцію мільйони доларів в той час, коли Росія не могла собі дозволити космос.
Як тільки політики досягли своїх цілей (СРСР втер носа американцям, а США взяли реванш на Місяці), космічна гонка завершилася.
Далі освоєння космосу ставало виключно економічним підприємством, а з космічної економікою справи тоді йшли складно: технологій для супутників дистанційного зондування Землі, телекомунікаційних супутників (інтернету не було), систем навігації не було. Так що космос був цікавий лише вченим, військовим і романтикам.
Космічна гонка проходила за часів післявоєнного відновлення і сприятливої економічної кон'юнктури, яка тривала аж до нафтової кризи 1973 року. Ця криза сильно вдарила по США: космічні програми скоротили, а бюджет НАСА урізали. Наслідком скорочення бюджету НАСА в 1970-х і стала програма «Спейс Шаттл».
В кінці ери шатлів по бюджету NASA вони обходилися дорожче, ніж МКС, витрати на шаттли наближалися до трьох мільярдів доларів у фінансовий рік при 3-5 польотах, що підвищувало вартість одного польоту з офіційних 450 мільйонів доларів до майже мільярда. Сумарна ж вартість проекту виявилася заниженою в три з половиною рази: замість 54 млрд доларів шаттл обійшовся в 209. А вартість одного польоту, порахована як частка від ділення сумарної вартості на кількість польотів, склала півтора мільярда доларів в цінах 2011 року.
Тому останній запуск «Аполлон-17» відбувся в 1972 році, а з 1973 року, з початком нафтового шоку, програму згорнули.
Космос не терпить економії і безгрошів'я. Американські шаттли в цілях економії вирішили робити не з жароміцного титану (+80 млн доларів за одиницю), а з алюмінієвого сплаву і обклеювати його керамічної теплоізоляцією. Її відвалилися шматки і запис корпусу стали причиною втрати «Челленджера» в 1986 році, а також «Колумбії» в 2003 році і загибелі 14 космонавтів. Радянський «Буран» теж погубило безгрошів'я: розпад СРСР посадив космічну галузь на голодний пайок.
Кадри і організація
Величезне значення мала роль особистості в історії, в першу чергу особистість великого інженера, вченого і організатора Сергія Корольова, який до своєї смерті в 1966 році тягнув на собі космічну програму СРСР, не дозволяючи їй перетворитися в простий придаток ВПК. Корольов лобіював запуск першого супутника, запропонував запустити в космос людину, підтримав Михайла Тихонравова, чию ідею збирати ракети в пакет піддали запеклої критики.
У « чудовій сімки »Були використані дві, кажучи сучасною мовою, інновації: Михайло Тихонравов запропонував зібрати кілька ракет в «пакет», а Валентин Глушко вирішив проблему з малопотужним двигуном ЕД-140, об'єднавши 4 двигуна в один блок з єдиним турбоагрегатом. Без цих конструкторських рішень і перший супутник, і Гагарін залишилися б на Землі.
Сергій Корольов, Михайло Янгель, Валентин Глушко, Мстислав Келдиш і десятки інших конструкторів не взялися нізвідки: вони були логічним підсумком радянської системи освіти, прекрасно працюють соціальних ліфтів і того ентузіазму, який охопив дітей селян, робітників і інтелігентів, які отримали можливість завдяки руйнуванню класового суспільства стати вченими, інженерами і головними конструкторами.
Космодром Байконур будували ветерани-фронтовики, для яких будівництво було таким же фронтом, як і поля битв Великої Вітчизняної.
Космос - це питання організації. Важливі робота промисловості, культура виробництва, злагодженість роботи сотень підприємств-суміжників, і, головне, робота структури, яка відповідає за цілепокладання і координацію всього наземного космічного механізму.
Довідка: технічні проблеми радянської космонавтики
Технічні проблеми переслідували радянську космонавтику часом в найвідповідальніші моменти. Наприклад, перший супутник міг би так і не заробити. Під час його приймання членами держкомісії відмовилася працювати батарея. При розтині з'ясувалося, що дроти були погано припаяними.
«Луна-1» через помилку в розрахунках (не врахували час проходження сигналу від Землі до Місяця) приземлилася нема на Місяць, а пройшла в 6000 км від неї.
24 жовтня 1960 на космодромі Байконур сталася так звана Неделінская катастрофа - на стартовому столі за півгодини до запланованого запуску спрацювали двигуни другого ступеня ракети Р-16. Це призвело до загибелі 74 осіб, в тому числі і головкому РВСН, Головного маршала артилерії Михайла Недєліна.
Головою комісії, яка прибула на космодром, був Леонід Брежнєв. Винні в катастрофі загинули, Корольов заступився за конструктора Янгеля, а причиною трагедії була недбалість при складанні.
Були проблеми і з самим надійним тепер кораблем «Союз»: «Союз-1» з Володимиром Комаровим розбився при посадці, а сам космонавт загинув.
Однак все катастрофи і аварії радянська космонавтика переживала, а з подій робилися висновки.
В СРСР такою структурою був Рада головних конструкторів : Неформальний рада під керівництвом Сергія Корольова, до складу якого входили головні конструктори в різних сферах радянського ракетобудування. У США подібним органом стало агентство НАСА, створене в 1958 році після того, як американці почали виправляти організаційні помилки, які призвели до їх відставання в космічній гонці. Але якщо НАСА було дуже навіть формальним органом, то неформальний радянський Рада припинила своє існування після смерті Корольова.
Що значить неправильне рішення, показує приклад радянського «Бурана» і ракетоносія «Енергія», які створювалися з 1975 по 1987 рік. В результаті їх створили, але з якою метою - незрозуміло. Американські шаттли створювалися з питань економії, а радянський «Буран» - як наслідування американцям. Разом 16,4 млрд радянських рублів були витрачені на високотехнологічне, але непрактично виріб.
До слова, шатли в підсумку виявилися куди дорожче, ніж передбачалося спочатку, а цілей в космосі для них виявилося менше.
***
Отже, космос - це технології, організація і цілепокладання, а також сприятливе співвідношення політики і економіки.
І лідерство СРСР втратив якраз в той момент, коли захоплено запускав кораблі «Восток» і «Восход» для встановлення нових космічних рекордів, а США, зробивши роботу над помилками, вперто рухалися до наміченої мети - американському Вимпела на Місяці.
Радянсько-американська космічна гонка доводить, що не так уже й важливо, країна з якою економічною системою освоює космос - соціалістичної чи капіталістичної. Важливо, які цілі ставлять політики перед інженерами і конструкторами.